材料概论练习题答案-1

绪论

1. 什么是材料？

答：材料是由一定配比的若干相互作用的元素组成、具有一定结构层次和确定性能，并能用于制造物品、器件、构件、机器或其他产品的物质

2. 人类文明历史与材料发展的关系？

答：材料是人类文明的里程碑 ; 材料是人类赖以生存和发展的重要物质基础；人类的历史曾以

使用的主要材料来加以划分。

3.材料按组成、结构特点可分为哪几类？

无机非金属材料

水泥、陶瓷、玻璃、耐火材料

金属材料

黑色、有色、特殊金属材料

高分子材料

塑料、橡胶、纤维、涂料、粘合剂

复合材料

- 碳材料

金属基、陶瓷基、树脂基、碳

4. 材料科学与工程的概念？

答：材料科学与工程是关于材料成分、结构、工艺和它们性能与应用之间有关知识开发和应

用的科学。它是一个多学科的交叉领域，是从科学到工程的一个专业连续领域。同时材料科学与工程学科以数学、力学及物理、化学自然科学为基础，以工程学科为服务和支撑对象，是

一个理工结合、多学科交叉的新兴学科，其研究领域涉及自然科学、应用科学和工程学。

5.日本专家岛村昭治将材料的发展历史划分为哪五代？

答：旧石器时代

新石器时代

青铜器时代

铁器时代

高分子材料与硅材料时代

第二章MSE 的四个基本要素

1.材料科学与工程的四个要素是什么？

答：组成，结构，合成与加工，性质 / 使用性能

2.什么是材料的化学组成？相的概念？材料相的组成？

答：材料的化学组成：组成材料最基本、独立的物质，可为纯元素或稳定的化合物，以及其

种类和数量；相：材料中具有同一化学成分并且结构相同的均匀部分称为相；组成材料的相的种类和数量称为相组成

3. 什么是材料的结构？

答：材料的结构是指材料的组元及其排列和运动方式。包含形貌、化学成分、相组成、晶体

结构和缺陷等内涵。材料的结构决定材料的性能

4. 材料的合成的概念？材料加工的概念？

答：合成：常常是指原子和分子组合在一起制造新材料所采用的物理和化学方法。合成是在固体中发现新的化学现象和物理现象的主要源泉。

加工：这里所指的是成型加工，除了上述为生产出有用材料对原子和分子控制外，还包括在较大尺度上的改变，有时也包括材料制造等工程方面的问题

合成与加工是指建立原子、分子和分子聚集体的新排列，在从原子尺度到宏观尺度的所有尺度

上对结构进行控制以及高效而有竞争力地制造材料和零件的演变过程

5.材料的性能、材料的功能以及材料使用性能的含义？

答：材料的性能：合成与加工是指建立原子、分子和分子聚集体的新排列，在从原子尺度到宏观尺度的所有尺度上对结构进行控制以及高效而有竞争力地制造材料和零件的演变过程；

材料的功能：指物质（材料）对应于某种输入信号时，所产生的质或量的变化，或其中某些变

化会产生一定的输出，即能产生另一种效应。如压电效应，热电效应等。材料使用性能：

是材料在使用条件下应用性能的度量，通常指材料在最终使用状态时的行为，是材料固有性

质与产品设计、工程能力和人类需要相融合在一起的一个要素，必须以使用性能为基础进行

设计才能得到最佳的方案。

6.材料科学与工程四个要素之间的关系？

答：材料的性质取决于其内部结构，只有改变了材料的内部结构才能达到改变和控制材料性能

的目的，而材料的合成和加工工艺常常对材料的结构起决定性作用。

逻辑上的因果关系：合成与加工产生结构与成分，结构与成分具备材料性质，材料性质提供使用性能。

本章补充：合成是新技术开发和现有技术改进的关键性要素现代材料合成技术是人造材料的

唯一实现途径；无论是为制造某种产品选择合适材料，选择最佳的加工工艺，正确地使用材料，还是改善现有材料或者研制新材料，都需要我们具有材料内部结构与性能的知识，都需要材料科学的理论指导．特别是新型材料，其主要特点是以科学为基础，与新技术、新工艺

的发展有相互依存、相互促进的关系．

论述题（ 2 题共 30 分，每题15 分）

1．加工与合成的定义和主要内容是什么？以及它们的关系是什么？发展方向是什么？

答：“合成”与“加工”是指建立原子、分子和分子团的新排列，在所有尺度上（从原子尺

寸到宏观尺度）对结构的控制，以及高效而有竞争力地制造材料与元件的演化过程。

合成是指把各种原子或分子结合起来制成材料所采用的各种化学方法和物理方向。

2．加工可以同样的方式使用，还可以指较大尺度上的改变，包括材料制造。提高材料合成与加工的技术水平是我们的最重要的课题。材料科学与工程的四要素是什么，它们之间

的关系如何？

a)使用性能

b)材料的性质

c)结构与成分

d)合成与加工

第三章金属材料

1.区分几个重要概念：金属材料，合金，固溶体，金属间化合物，强度，韧性，塑性

答：金属材料 (Metallic Materials) ：纯金属和以纯金属为基体的合金材料的总称。合金 (Alloy) ：

由两种或两种以上的金属元素或金属与非金属元素构成。固溶体 (Solid solution) ：合金组元间以不同比例相互混合形成的具有与某一组元相同晶体结构的合金（置换固溶体和间隙固溶体）金属间化合物（ Intermetallics) ：合金组元相互作用形成的具有自己独特的晶体结构和性质的新相。强度 (Strength) ：材料在载荷作用下抵抗塑性变形或破坏的最大能力（屈服强度和抗拉强度）韧性： (Ductility) ：材料从塑性变形到断裂全过程中吸收能量的能力。塑性(Plasticity) ：外力作用下，材料发生不可逆的永久性变形而不破坏的能力。

2.金属材料的主要特点和类型。

答：常温下是固体，熔点较高，密度较大，有光泽，延展性、韧性、可加工性好，导热性、

导电性好，易氧化。类型：黑色金属、有色金属、特殊金属。

3.炼铁、炼钢的主要原料、工艺及其作用。

答：炼铁：铁矿石、石灰石、焦炭、锰铁矿；炼钢：生铁、焦炭。工艺及作用：书上P167 4.钢中合金元素的存在形式及其作用。

答： 1.溶入固溶体（铁素体、奥氏体），固溶强化。 2.溶入奥氏体，提高淬透性，形成更